毛竹林地覆蓋竹筍早出技術(shù)應(yīng)用的問題思考

陳雙林

（中國林業(yè)科學(xué)研究院 亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 富陽311400）

毛竹Phyllostachys pubescens是中國最為重要的經(jīng)濟(jì)竹種，資源豐富，分布面廣，利用價值高，加工性能優(yōu)良，其竹業(yè)年產(chǎn)值已占全國竹業(yè)年產(chǎn)值的80%以上，以毛竹為主要對象的竹產(chǎn)業(yè)已成為區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，也是竹農(nóng)家庭經(jīng)濟(jì)收入的重要來源。毛竹一直是中國竹類研究的重點(diǎn)對象，開展了較為系統(tǒng)的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和豐產(chǎn)栽培和加工利用等基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)研究，已形成了較為完整的技術(shù)體系，極大地促進(jìn)了中國毛竹林資源的開發(fā)利用和多功能效益的良好發(fā)揮。然而，竹類植物尤其是散生類竹種，有性繁殖困難，目前尚不能通過遺傳改良來提高單產(chǎn)，主要通過林分結(jié)構(gòu)調(diào)控和土壤管理等來提高竹林產(chǎn)出。而對于集約經(jīng)營毛竹林，竹林產(chǎn)品（竹材、竹筍）產(chǎn)量已達(dá)到較高水平，進(jìn)一步提高存在著較大的困難。為此，竹業(yè)工作者一直致力于尋求通過某種途徑來提高毛竹林經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。近年來，浙江省湖州市吳興區(qū)借鑒雷竹Phyllostachys praecox，早園竹Ph.propinqua和紅哺雞竹Ph.iridescens林等有機(jī)材料林地覆蓋促進(jìn)竹筍早出技術(shù)，實(shí)施了毛竹林地覆蓋，顯著地提高了毛竹林竹筍產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，有關(guān)方面以此為典型，在浙江省毛竹主產(chǎn)區(qū)積極開展毛竹林覆蓋技術(shù)的規(guī)?；茝V。筆者認(rèn)為：林地覆蓋竹筍早出技術(shù)不失為一種提高毛竹林經(jīng)濟(jì)效益的途徑，但依據(jù)毛竹的生物學(xué)生態(tài)學(xué)特性和實(shí)現(xiàn)竹林可持續(xù)經(jīng)營的目標(biāo)，其中仍有許多技術(shù)性和生產(chǎn)性問題有待解決。本研究從林地覆蓋對毛竹林立地生產(chǎn)力和豐產(chǎn)林分結(jié)構(gòu)維護(hù)，竹子抗逆能力和地下害蟲發(fā)生的影響及生態(tài)環(huán)境保護(hù)，林地覆蓋毛竹林選擇條件，技術(shù)熟化度等方面進(jìn)行了客觀分析，旨在為毛竹林地覆蓋技術(shù)推廣和開展相關(guān)內(nèi)容的深化研究提供參考。

1 竹林立地生產(chǎn)力衰退

林地覆蓋竹林大量生物量產(chǎn)出依賴于土壤養(yǎng)分的大量補(bǔ)充，尤其是速效化學(xué)肥料，而且林地覆蓋顯著改變了土壤微環(huán)境（溫度、濕度和通氣性等），難以完全清除的有機(jī)覆蓋物林地存留與腐解，嚴(yán)重影響土壤性狀穩(wěn)定。以雷竹林為例，長期的林地覆蓋會導(dǎo)致竹林土壤發(fā)生化學(xué)、物理和生物性劣變，竹林立地生產(chǎn)力衰退。具體表現(xiàn)在：土壤中有機(jī)陰離子（堿）隨竹林生物量產(chǎn)出移出林外（碳循環(huán)），施用化學(xué)氮肥后土壤銨態(tài)氮硝化和硝酸鹽淋溶（氮循環(huán)）［1－2］，覆蓋物分解產(chǎn)生大量酚酸類物質(zhì)［3］，交換性鈣和鹽基飽和度降低，交換性酸總量顯著增加，鈣/鋁下降［4］等，促使土壤趨于酸化；短期內(nèi)難以分解的高碳/氮比有機(jī)材料林地存留，造成土壤原有的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)破壞，孔隙性、通氣性和有效持水性能等土壤物理結(jié)構(gòu)發(fā)生劇變［5］；竹林生物量產(chǎn)出和土壤酸化使土壤有效氮、速效磷和速效鉀含量降低，而大量施用氮肥，使氮輸入量超過系統(tǒng)的需要，土壤陽離子損失量增加，造成除氮素外的必需養(yǎng)分元素虧缺，出現(xiàn)“氮飽和”效應(yīng)［2］。覆蓋物分解又增加了土壤速效鉀和速效磷含量，抵消了前述的降低量，增加量仍然顯著［4］，從而造成土壤氮磷鉀間的比例嚴(yán)重失衡，尤其是難移動性土壤磷素的高存留［6］；土壤酸化使土壤中鋁、錳、鉛、鉻、鋅等重金屬元素從固定態(tài)轉(zhuǎn)化為植物有效態(tài)，且含量明顯提高［7－8］。覆蓋物分解產(chǎn)生的對竹子鞭根系生長有抑制性化感作用的酚酸類物質(zhì)隨覆蓋年限增加而上升，而多酚氧化酶活性呈相反變化規(guī)律，使酚酸在土壤中不斷積累［3］，硝酸鹽顯著提高［9］；林地覆蓋引起土壤溫度、濕度和通氣性等環(huán)境因子變化，有機(jī)態(tài)營養(yǎng)耗竭，碳/氮比和氮磷鉀間比例失調(diào)和酶活性異常，使土壤微生物量碳和微生物區(qū)系發(fā)生變化［10］，真菌、細(xì)菌和放線菌數(shù)量均呈急劇上升、穩(wěn)定和急劇下降的變化規(guī)律，厭氣性微生物爆炸式繁殖生長，產(chǎn)生大量影響土壤生化特性的代謝產(chǎn)物［11］。

浙江省散生筍用竹主栽區(qū)臨安市、余杭區(qū)、富陽市、德清縣和龍游縣等，近年來林地覆蓋竹林均出現(xiàn)了不同程度的立地生產(chǎn)力衰退現(xiàn)象，且有越趨嚴(yán)重的趨勢，其中，臨安市3.2萬hm2雷竹林已有近1/4嚴(yán)重退化，未退化竹林僅占13.33%［12］，嚴(yán)重影響了區(qū)域竹產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。毛竹林地覆蓋技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用，同樣面臨著土壤劣變所引起的竹林立地生產(chǎn)力衰退問題。

2 豐產(chǎn)林分結(jié)構(gòu)維護(hù)困難

林分結(jié)構(gòu)是竹林多功能效益發(fā)揮的基礎(chǔ)，是內(nèi)因，主要通過目標(biāo)留筍長竹和選擇性伐竹來實(shí)施。按照目前毛竹林覆蓋經(jīng)營中，一般為覆蓋2 a自然培育1～2 a，覆蓋年份不留養(yǎng)母竹，在自然培育年份留養(yǎng)生長健壯的母竹1 500株·hm－2左右，留竹年份的秋季伐除6年生以上立竹，立竹密度控制在3 000株·hm－2左右［13］分析，對于大小年明顯的毛竹林，覆蓋年份必須是出筍小年的秋冬季，那連續(xù)覆蓋2 a，即出筍大年也覆蓋就失去了生產(chǎn)性意義，而覆蓋年份不留養(yǎng)母竹（實(shí)際上也很難留養(yǎng)），則2 a中就沒有留養(yǎng)的新竹，如何來建立合理的林分結(jié)構(gòu)？也即說明覆蓋毛竹林宜選擇大小年不明顯的花年竹林。而對于花年毛竹林，從理論上分析，如果連續(xù)覆蓋2 a，2 a中也很難留養(yǎng)起標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量和質(zhì)量的新竹，表明連續(xù)覆蓋2 a不科學(xué)，應(yīng)覆蓋1 a自然培育1～2 a。目前雖然已開展了一些毛竹林地覆蓋栽培技術(shù)的研究［14－16］，但均是短周期（第1年覆蓋，第2年觀測出筍期和竹筍產(chǎn)量）實(shí)施的，缺少連續(xù)性試驗(yàn)，更未涉及合理林分結(jié)構(gòu)建立。

毛竹林地覆蓋確能顯著地促進(jìn)筍芽提前萌發(fā)出土，短期內(nèi)也能顯著提高竹筍產(chǎn)量，而竹筍產(chǎn)量的提高來源于林地覆蓋打破了毛竹原有的生物學(xué)節(jié)律，促使原本地下延伸生長長鞭和來年萌發(fā)的側(cè)芽集中萌發(fā)出土的貢獻(xiàn)，是以將來的“欠收”和竹林林分結(jié)構(gòu)被破壞等為代價的。毛竹林地覆蓋同雷竹林地覆蓋一樣，對竹林賴以自我更新的地下系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生不利影響。有許多研究表明林地覆蓋雷竹林地下鞭系的鞭徑、總鞭長、幼壯齡鞭比例和側(cè)芽數(shù)等顯著降低，地下系統(tǒng)垂直分布格局變化，竹鞭明顯上浮［17－18］，產(chǎn)生土壤“薄化”現(xiàn)象，地下鞭系養(yǎng)分和水分吸收空間受到限制。

毛竹是2 a換葉1次的竹種，決定了地下鞭系側(cè)芽分化和萌發(fā)節(jié)律與1 a換葉1次的雷竹、早園竹和紅哺雞竹等竹種存在著差異。在生產(chǎn)中覆蓋年份毛竹林新竹極難留養(yǎng)的現(xiàn)象，說明林地覆蓋對毛竹林地上和地下結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響可能會比雷竹林更為嚴(yán)重。為此，為實(shí)現(xiàn)覆蓋毛竹林的可持續(xù)經(jīng)營，如何科學(xué)合理地建立林地覆蓋毛竹林地上和地下結(jié)構(gòu)需開展針對性的系統(tǒng)研究。

3 竹子抗逆能力下降，地下害蟲危害加劇

覆蓋雷竹林由于土壤性狀發(fā)生劣變，而且林地大量的有機(jī)覆蓋物存留，生境異質(zhì)性程度提高，微斑塊土壤經(jīng)常處于干濕交替的變換中，使地下鞭根系統(tǒng)生長發(fā)育不良，大量幼齡鞭和壯齡鞭死亡，致使竹林常會出現(xiàn)大量立竹死亡的現(xiàn)象，尤其是新竹。并且，由于一些立竹因來鞭和去鞭已死亡，具有強(qiáng)烈生理整合作用的無性系種群分株數(shù)量顯著減小，甚至成為“孤立竹”，集團(tuán)抵御自然災(zāi)害的能力下降［19］，冬季遇較低氣溫或季節(jié)性干旱與強(qiáng)降水時，立竹易大量強(qiáng)迫性落葉或枯萎，竹子抗寒、抗旱和抗?jié)车瓤鼓婺芰档?。而且雷竹林地覆蓋會造成立竹稈壁厚度減小，木質(zhì)化程度降低，竹冠長縮短，枝下高增大，遇雨雪冰凍和強(qiáng)風(fēng)影響時，立竹易翻蔸倒伏，竹稈劈裂或折斷［20］。雖然毛竹林地覆蓋是否會造成竹子抗逆能力下降需要通過一段時期的實(shí)踐檢驗(yàn)，但從理論上分析，現(xiàn)行的覆蓋材料、方式及配套栽培措施等與雷竹和早園竹等并無太大的差異，毛竹林經(jīng)長期林地覆蓋，土壤勢必發(fā)生劣變，對竹子生長發(fā)育會產(chǎn)生不利影響，具備了竹子抗逆能力下降的一些潛在條件。因此，對于林地覆蓋毛竹林，需針對性地研究配套栽培措施，如土壤酸堿度人工調(diào)節(jié)，影響竹子生長的毒害化學(xué)物質(zhì)生態(tài)降解，易腐解的低碳/氮比有機(jī)覆蓋物篩選等，以防止竹林退化或促進(jìn)退化竹林復(fù)壯，增強(qiáng)竹子抗逆能力。

林地覆蓋竹林由于環(huán)境條件的改變，使地下害蟲活動節(jié)律隨土壤環(huán)境的變化而變化，尤其是土壤溫度的變化，使地下害蟲的活動危害時間提前并延長，而且，有機(jī)覆蓋物及其腐解過程對一些地下害蟲具有吸引集聚作用，顯著增加了覆蓋竹林地下害蟲的種類和危害程度。竹林地下害蟲種類達(dá)50余種［21］，其中，主要種類為溝金針蟲 Pleonomus canaliculatus［22］，浙江櫛蝠蛾 Bipectilus zhejiangensis［23］，溝胸重脊叩甲 Chiagosnius sulcicoli，篩胸梳爪叩甲 Melanotus cribbricollis［24］和竹蟬 Platylomia pieli［25］等 10 余種，均能危害毛竹，取食竹筍或竹鞭、鞭根和鞭芽，影響竹林生長和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，被害竹林出筍數(shù)量減少，新竹數(shù)量和質(zhì)量下降，已成為影響筍用覆蓋竹林經(jīng)營的主要問題之一。由于地下害蟲的隱蔽性，目前生產(chǎn)上并無有效的防控手段，以前在覆蓋竹林中使用呋喃丹防治，但會造成竹筍和環(huán)境污染，已禁止使用。如何采取環(huán)境友好型，保障竹筍安全的，以生物、物理和營林措施為主的林地覆蓋毛竹林地下害蟲生態(tài)防控技術(shù)，是今后需要重點(diǎn)開展的研究內(nèi)容。

4 生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題

林地覆蓋筍用竹林為獲取最大化的竹筍產(chǎn)量，土壤養(yǎng)分補(bǔ)充是重要經(jīng)營措施。據(jù)研究：雷竹林化學(xué)肥料年施入量 3 375.0 kg·hm－2［氮肥 877.5 kg·hm－2，磷肥（P2O5）360.0 kg·hm－2］，其中，氮肥用量已是國際限量標(biāo)準(zhǔn)的3.9倍。而且因長期大量化學(xué)肥料施用，雷竹林氮素流失達(dá)289.0 kg·hm－2·a－1，占氮素投入的27.00%［26］，18.18%的土壤有效磷超過200 mg·kg-1［6］，造成竹林周邊水體氮、磷等化學(xué)元素的富營養(yǎng)化。大量有機(jī)覆蓋物存留于林地中，僅稻草覆蓋用量就達(dá)40 t·hm－2·次－1以上，隨著覆蓋物的腐解，土壤承接了大量的大部分屬于水溶性的低分子有機(jī)化合物，能夠通過側(cè)滲、下滲水輸入竹林周邊水體，造成水體碳富集［27］。林地覆蓋毛竹林一般要求近水源，雖然地勢要求平坦，但氮、磷、碳及化學(xué)防治病蟲害的化學(xué)農(nóng)藥仍可以通過覆蓋前的灌溉和降水后的地表徑流、壤中流及地下滲漏污染水體環(huán)境。有研究表明：植物或水體、稻田等緩沖帶能有效地攔截土壤養(yǎng)分的流失量［28－29］，為此，在近水體，特別是飲用水源區(qū)毛竹林實(shí)施林地覆蓋措施，需科學(xué)地設(shè)置一定規(guī)模的緩沖帶，并研究節(jié)本省力環(huán)保的土壤養(yǎng)分補(bǔ)充技術(shù)，減少化學(xué)肥料的使用量，最大限度地降低農(nóng)業(yè)面源污染。

5 林地覆蓋毛竹林選擇條件

竹林生長正常，林分結(jié)構(gòu)合理，竹筍基礎(chǔ)產(chǎn)量高，立地條件好（交通便利，近水源，地勢平坦，土層深厚，土質(zhì)疏松肥沃）等是選擇林地覆蓋毛竹林的基本要求，而且以出筍大小年不明顯的花年毛竹林為好，這在很大程度上限制了毛竹林地覆蓋技術(shù)的推廣應(yīng)用。以浙江省為例，如完全按上述條件選擇，目前，全省適于林地覆蓋的毛竹林資源估計不會超過1萬hm2。如果盲目選擇毛竹林進(jìn)行林地覆蓋，往往會竹筍產(chǎn)量低或早出效果不明顯，而投入成本大，經(jīng)濟(jì)效益不理想，甚至入不敷出。為達(dá)到毛竹林地覆蓋經(jīng)營技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用，對于立地條件符合而林分結(jié)構(gòu)不合理的毛竹林可以通過留筍長竹和伐竹等林分結(jié)構(gòu)調(diào)控措施來實(shí)施；對于立地條件較差的毛竹林，采用人工土壤管理措施（如林地清理、林地深墾和養(yǎng)分補(bǔ)充等），盡可能地達(dá)到林地覆蓋要求；對于立地條件符合但出筍大小年明顯的毛竹林（浙江省大部分毛竹林屬于此類），可以通過毛竹林大小年改制技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榛曛窳?；在?guī)劃新造毛竹林過程中，應(yīng)規(guī)模化選擇符合林地覆蓋立地條件要求的林地開展造林。

6 技術(shù)熟化度

毛竹林地覆蓋需要較高的技術(shù)要求，如果某一措施環(huán)節(jié)達(dá)不到要求，如覆蓋物增溫和保溫效果不佳，覆蓋厚度或時間不到位，土壤水分和肥力不足等，會導(dǎo)致竹筍提前萌發(fā)效果不明顯或竹筍產(chǎn)量不高。不同竹種的生物學(xué)特性和對主要環(huán)境因子的生態(tài)適應(yīng)性也不一樣，當(dāng)土表溫度為8.0℃，各土層平均溫度8.5℃以上時，雷竹筍芽開始分化。土表溫度和各土層平均溫度10.0～15.0℃時為出筍盛期［30］；紅哺雞竹土表溫度19.0℃時為出筍起始溫度，20.0～22.0℃時為出筍盛期［31］。毛竹自然出筍時間較雷竹遲，較紅哺雞竹早，也即筍芽萌發(fā)所需積溫較雷竹高，較紅哺雞竹低。而且竹種間的生物量產(chǎn)出不同，水分和養(yǎng)分消耗量也不一樣。說明毛竹林地覆蓋不能完全照搬雷竹和紅哺雞竹林地覆蓋技術(shù)。目前，雖開展了一些毛竹林地覆蓋經(jīng)營措施的研究，但許多機(jī)制性問題尚未摸清，距技術(shù)熟化仍有較大的差距。應(yīng)在系統(tǒng)地開展溫度、水分和養(yǎng)分等主要生態(tài)因子對毛竹筍芽萌發(fā)影響的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合低碳/氮比覆蓋物選擇，開展覆蓋厚度、時間、方式及竹林配套栽培措施等研究。

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